Rýnt í loftslag fortíðar til að meta áhrif mannsins á umhverfið | Háskóli Íslands Skip to main content
11. nóvember 2020

Rýnt í loftslag fortíðar til að meta áhrif mannsins á umhverfið

""

Heyrðu mig, hvernig var nú aftur vorið á Tröllaskaga árið 6.321 fyrir Krist? 
Er til svar við þessari sérkennilegu spurningu? 
Já… eða svo gott sem. 

Það er hægt að komast nokkuð nærri þessu með rannsóknum sem eru einmitt stundaðar hér á landi í samstarfi vísindamanna frá Háskóla Íslands og Háskólanum í Colorado í Boulder í Bandaríkjunum. Rannsóknirnar beinast að því að einangra lífrænar sameindir sem eru varðveittar í seti stöðuvatna. Borað er niður í vatnsbotninn og kjörnum safnað af setinu. Þeir eru síðan rýndir með tilliti til jarð- og lífefnafræði þúsundir ára aftur í tímann þar sem unnt er að greina á milli einstakra ára. Best er að bora að vetrarlagi þegar vötnin eru frosin en svo kann að fara að það geti reynst þyngra í nánustu framtíð sökum mikilla sviptinga í veðurfari. 

Hvernig tökum við á afleiðingum loftslagsbreytinga?

Allt frá upphafi iðnbyltingarinnar um miðja átjándu öld hefur hlýnað á jörðinni. Á síðustu hundrað árum hefur meðalhitinn stigið um 0,7 gráður við yfirborð jarðar. Snjóþekja hefur minnkað víða á norðlægum slóðum, ekki síst að vorlagi.  Í skýrslu Alþjóðaveðurfræðistofnunarinnar er áratugurinn frá 2010 til 2019 sá heitasti á jörðinni frá upphafi mælinga. Þetta er til marks um þær miklu loftslagsbreytingar sem nú ógna lífríki á jörðinni. Á norðurslóðum fellur nú meiri úrkoma sem rigning en minni sem snjór. Jöklar hörfa hratt og nær bráðnunin til fjall- og hveljökla á norður- og suðurhveli og jökla í hitabeltinu.

„Eitt brýnasta umhverfismál sem samfélag okkar stendur frammi fyrir er hvernig við tökum á afleiðingum slíkra loftslagsbreytinga og þeirra sem við sjáum að blasa við í framtíðinni. Að vinna að betri skilningi á náttúrulegu loftslagi fortíðarinnar er lykillinn að því að hjálpa okkur að gera áreiðanlegar framtíðarspár.“

Þetta segir Áslaug Geirsdóttir, prófessor í jarðvísindum við Háskóla Íslands, sem hefur rannsakað set í stöðuvötnum í röska tvo áratugi. Það gerir hún m.a. til að meta hvernig loftslag, umhverfi og vistkerfi á Íslandi hafa breyst síðustu 12 þúsund ár eða frá því að ísaldarjökullinn hörfaði. 

Á þessu ári hafa Áslaug og samstarfsmenn hennar borað eftir nýjum setkjörnum í botnlög Torfdalsvatns á Skaga, Stóra- og Litla-Viðarvatns á Melrakkasléttu og Heiðarvatns á Breiðdalsheiði. 

„Með hlýnandi loftslag í huga,“ segir hún, „horfum við til hlýrri tímabila fortíðar, t.d. eins og þess sem var fyrir átta þúsund árum á svæðum um allan heim, í þeim tilgangi að meta og undirbúa okkur fyrir áhrif áframhaldandi hlýnunar í framtíðinni. Það getur skipt meginmáli fyrir stefnumótun á hverju svæði fyrir sig að hafa upplýsingar sem gefa vísbendingar um hraða breytinga eða viðbrögð vistkerfa við breyttu veðurfari.“

Hvernig þróaðist gróðurfar eftir landnám?

Talið er að fyrstu norrænu landnemarnir hafi komið hingað í kringum 870. Í Íslendingabók Ara fróða Þorgilssonar frá um 1122-1133 segir að við landnám hafi Ísland verið „viði vaxit á milli fjalls ok fjöru.“ Mikið hefur breyst í gróðurfari frá þeim tíma þegar fyrsta fólkið nam hér land og frá því að Ari Þorgilsson reit sinn texta.  

„Það er mikilvægt að aðgreina vægi áhrifa af völdum náttúrulegra loftslagsbreytinga og landnámsmanna á jarðvegseyðingu og umhverfi á Íslandi,“ segir Áslaug, en setlögin geta gefið miklar vísbendingar um bæði loftslag og þann gróður sem hér hefur vaxið á ólíkum tímabilum. 

Hún bætir því við að vísindamennirnir hafi mikinn áhuga á uppruna og ástæðu hinnar miklu jarðvegseyðingar sem á sér stað á Íslandi. „Þrátt fyrir að almennt sé talið að landnám norrænna manna á Íslandi hafi leitt til jarðvegseyðingar höfum við vísbendingar um að svæðisbundin kólnun, sem hófst fyrir um 5 þúsund árum, hafi hrundið af stað jarðvegseyðingu og óstöðugleika í umhverfinu snemma á fyrsta árþúsundinu e. Kr., sem síðan magnaðist eftir landnám.“

Hún segir að niðurstöður fyrri rannsókna bendi til  þess að hitastigsnæmur trjágróður, svo sem birkitré, hafi þakið stóran hluta Íslands fyrir átta þúsund árum þegar sumrin voru hlýrri en í dag. „Með öflun nýrra upplýsinga úr stöðuvatnasetinu og með þeirri greiningatækni sem við nú beitum getum við náð fram upplýsingum um hversu hratt eða fljótt birkiskógar náðu útbreiðslu eftir að ísaldarjökullinn hörfaði og hversu hratt og hátt inn til lands þeir náðu að breiðast út. Slíkar upplýsingar geta gefið okkur vísbendingar um hraða breytinga á vistkerfum í framtíðinni,“ segir Áslaug.

Á þessu ári hafa Áslaug og samstarfsmenn hennar borað eftir nýjum setkjörnum í botnlög Torfdalsvatns á Skaga, Stóra- og Litla-Viðarvatns á Melrakkasléttu og Heiðarvatns á Breiðdalsheiði. „Með hlýnandi loftslag í huga horfum við til hlýrri tímabila fortíðar, t.d. eins og þess sem var fyrir átta þúsund árum á svæðum um allan heim, í þeim tilgangi að meta og undirbúa okkur fyrir áhrif áframhaldandi hlýnunar í framtíðinni.“

Setlögin segja ótrúlega sögu um jökla, loftslag og gróður

Áslaug segir að vísindateymið noti fræðigreinar á borð við jarð- og lífvísindi, lífræna jarðefnafræði og erfðafræði og loftslagslíkön til þess að endurbyggja loftslag og umhverfi fyrri tíma á viðkvæmum svæðum norðurslóða. Þetta sé gert með það fyrir augum að veita upplýsingar sem gagnast geti öllum til undirbúnings fyrir líf í breyttum og hlýrri heimi.

Áslaug segir mikinn lærdóm hafa hlotist af því að rýna í íslenskt vatnaset á síðustu tveimur áratugum, ekki síst hvað snertir breytingar á jöklunarsögu Íslands, á hitastigi og stöðugleika í landslagi síðustu tólf þúsund ár. „Með því að taka þetta skrefi lengra með nýrri greiningartækni, sem getur stutt við að magnbinda þessar breytingar, hjálpar það okkur að skilja betur ástæður þeirra umhverfisbreytinga sem hafa orðið. Þetta gefur okkur að auki sýn á væntanlegar framtíðarbreytingar með áframhaldandi hlýnun.“

Jarðvegsrof hófst á Íslandi löngu fyrir landnám

Fyrir þá sem vilja vita meira um tæknilega úrvinnslu þeirra þátta sem rannsóknin byggist á þá eru einkum lífrænu sameindirnar lípíð og fornt DNA einangraðar en þær hafa varðveist í seti vatnanna. „Í rannsóknum okkar nú sameinum við tvenns konar, tiltölulega nýjar greiningaraðferðir, þ.e. lípíðlífsmerkin og þetta forna DNA, sem gefa okkur meiri upplýsingar, t.d. um breytingar á hitastigi, úrkomu og gróðri. Þetta mun ekki einungis hjálpa til við gerð spálíkana um loftslag og umhverfisbreytingar í framtíðinni heldur er með þessum aðferðum mögulegt að ná fram upplýsingum um hvenær maðurinn ásamt sínum húsdýrum hóf að hafa áhrif á sitt nánasta umhverfi eftir landnám.“

Áslaug segir líklegt að niðurstöður úr nýjustu rannsóknunum komi til með sýna að vistkerfum hafi tekið að hnigna fyrir um fimm þúsund árum til að bregðast við kólnun sumars, sem varð vegna lækkandi inngeislunar sólar auk áhrifa frá eldvirkni. Svo virðist sem ákveðnum þröskuldi hafi síðan verið náð fyrir um 1500 árum (um 500 e. Kr.) þegar viðvarandi jarðvegsrof hófst á Íslandi sem síðan magnaðist fyrir áhrif mannsins en líka kaldara loftslags á tímum Litlu ísaldarinnar frá 1300 og fram til 1900.

Verkefnið er styrkt af NSF, vísindasjóði Bandaríkjanna, um 130 milljónir króna. Rannsóknahópurinn samanstendur af jöklajarðfræðingum, fornloftslagsfræðingum, jarð- og lífefnafræðingum, eldfjallafræðingum og tveimur nýdoktorum auk tveggja doktorsnema. Til viðbótar þessu er hinir ómissandi Sveinbjörn Steinþórsson og Þorsteinn Jónsson, tæknimenn Jarðvísindastofnunar, partur af þessu öfluga rannsóknateymi.

Frekari upplýsingar af Vísindavefnum um Áslaugu Geirsdóttur. 

Áslaug Geirsdóttir